電磁軟機的可重編程形狀變形

變形磁性軟機在微創醫學，可穿戴設備和軟機器人中具有多種應用。然而，大多數磁性編程方法固有地與制造過程耦合，因此它們阻止了機器的可重新編程性。在《科學進展》的新報告中，Yunus Alapan和德國，土耳其，瑞士和美國的多學科研究團隊描述了一種高通量的磁性編程策略。為此，他們將含有嵌入鐵磁性顆粒的軟磁性材料加熱到嵌入顆粒的居里溫度以上，并通過在冷卻過程中施加外部磁場來重新定向其磁疇。該團隊展示了具有高空間分辨率的離散，三維(3-D)和可重編程磁化強度。然后，使用可重新編程的功能，他們配置了三個對象的機械行為-膨脹的超材料結構，表面行走機器人的可調運動和對柔性抓手的自適應抓取。

變形材料和開發磁性軟機

包括光，溫度，濕度，pH值以及聲場或電磁場在內的外部刺激可以控制形狀變形的材料，從而形成微型微型機器人，從而在跨學科研究中具有重要的未來應用領域。軟磁性材料包含可編程的形狀變形，可實現快速，可逆和復雜的變形。施加的磁場可在軟磁性材料上產生扭矩，以使所有疇的磁化方向與磁場方向對齊。結果，研究人員可以在軟磁機中創建磁化的空間分布，以在磁場下產生可編程的形狀變形。在這項工作中，Alapan等人。引入了一種多功能策略，該策略使用嵌入二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體中的二氧化鉻(CrO 2)納米粒子在電磁軟機中編碼可編程形狀變形指令。

二氧化鉻是居里溫度為118的鐵磁材料攝氏度，可以在大多數彈性體的功能溫度范圍內進行熱輔助磁重編程。該團隊準備了CrO 2 / PDMS磁性彈性體復合材料片材，以得到最終的磁彈性膜，并使用具有可調功率的準直近紅外(NIR)激光器加熱了材料表面。在直徑為1.3毫米的加熱點下，最短的加熱-冷卻周期為5.7秒。該團隊可以通過在沒有磁場的情況下加熱到CrO 2顆粒的居里溫度以上，從而逆轉過程并使材料局部或完全消磁，從而實現非侵入式磁編程和重編程效果。